Генетичний код
Генети́чний код — певна відповідність між послідовністю нуклеотидів в молекулі ДНК (мРНК) і послідовністю амінокислот в молекулі білка, яка нею кодується. Ця система правил розташування нуклеотидів в молекулах нуклеїнових кислот (ДНК і РНК) надає всім живим організмам можливість кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.
У ДНК використовується чотири нуклеотиди — аденін (А), гуанін (G), цитозин (С) і тимін (T), які в україномовній літературі також часто позначаються літерами А, Г, Ц і Т відповідно. Ці букви складають «алфавіт» генетичного коду. У РНК використовуються ті ж нуклеотиди, за винятком тиміну, який замінений схожим нуклеотидом, — урацилом, який позначається буквою U (або У в україномовній літературі). У молекулах ДНК і РНК нуклеотиди складають ланцюжки й, таким чином, інформація закодована у вигляді послідовності генетичних «букв».
Для синтезу білків у природі використовуються 20 різних амінокислот. Кожен білок є ланцюжком або декількома ланцюжками амінокислот в строго певній послідовності. Ця послідовність називається первинною структурою білка, що також значною мірою визначає всю будову білка, а отже і його біологічні властивості. Набір амінокислот також універсальний для переважної більшості живих організмів.
Експресія генів або реалізація генетичної інформації у живих клітинах (зокрема синтез білка, що кодується геном) здійснюється за допомогою двох основних матричних процесів: транскрипції (тобто синтезу мРНК на матриці ДНК) і трансляції генетичного коду в амінокислотну послідовність (синтез поліпептидного ланцюжка на матриці мРНК). Для кодування 20 амінокислот, а також стоп-сигналу, що означає кінець білкової послідовності, достатньо трьох послідовних нуклеотидів. Набір з трьох нуклеотидів називається кодоном. Прийняті скорочення, що відповідають амінокислотам і кодонам, зображені на малюнку.
- Триплетність — три послідовно розміщені нуклеотиди кодують одну з 20 амінокислот, які разом утворюють триплет, або кодон.
- Безперервність — кодони не розділяються між собою, тобто інформація зчитується безперервно. Кожний з кодонів не залежить один від одного і під час біосинтезу зчитується повністю.
- Дискретність — один і той самий нуклеотид не може входити одночасно до складу двох або більш кодонів.
- Специфічність — кожний кодон може кодувати лише одну амінокислоту. Завдяки цьому генетичний код не перекривається.
- Виродженість — одна і та ж амінокислота може кодуватися декількома різними кодонами.
- Колінеарність — послідовність кодонів нуклеотидів точно відповідає послідовності амінокислотних залишків у поліпептиді
- Наявність термінальних кодонів — беззмістовних, або стоп-кодонів, які не здатні кодувати амінокислоти. Вони виконують функцію роздільника між двома ланцюгами кодонів та переривають синтез поліпептиду.
- Універсальність — єдиний генетичний код є, практично, однаковим в організмах різного рівня складності — від вірусів до людини (хоча існують кілька інших, менш поширених варіантів генетичного коду, див. список на сайті NCBI Taxonomy [Архівовано 1 червня 2009 у Wayback Machine.]).
Більшість організмів переважно користуються одним варіантом коду, так званим «стандартним кодом»[1], проте це не завжди є правилом. Перший приклад відхилення від стандартного генетичного коду був відкритий в 1979 році при дослідженні генів мітохондрій людини. Відтоді було знайдено декілька подібних варіантів[2], включаючи різні альтернативні коди мітохондрій[3], наприклад, прочитування стоп-кодону стандартного коду UGA як кодону, що визначає триптофан у мікоплазм. У бактерій і архей GUG і UUG часто використовуються як стартові кодони. В деяких випадках гени починають кодувати білок зі старт-кодону, який відрізняється від зазвичай використовуваного цим видом[1]. У деяких білках нестандартні амінокислоти, такі як селеноцистеїн і піролізин вставляються рибосомою, під час зчитування стоп-кодону за умовами наявності певних послідовностей в мРНК після кодону. Селенцистеїн часто розглядають як 21-шу, а піролізин — 22-гу амінокислоту, що входять до складу білків.
| неполярні | полярні | основні | кислотні | (стоп-кодон) |
| 2ий нуклеотид | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U | C | A | G | ||||||
| 1ий нуклеотид | U | UUU | (Фен/F) Фенілаланін | UCU | (Сер/S) Серин | UAU | (Тир/Y) Тирозин | UGU | (Цис/C) Цистеїн |
| UUC | (Фен/F) Фенілаланін | UCC | (Сер/S) Серин | UAC | (Тир/Y) Тирозин | UGC | (Цис/C) Цистеїн | ||
| UUA | (Лей/L) Лейцин | UCA | (Сер/S) Серин | UAA | Стоп-кодон | UGA | Стоп-кодон | ||
| UUG | (Лей/L) Лейцин | UCG | (Сер/S) Серин | UAG | Стоп-кодон | UGG | (Трп/W) Триптофан | ||
| C | CUU | (Лей/L) Лейцин | CCU | (Про/P) Пролін | CAU | (Гіс/H) Гістидин | CGU | (Арг/R) Аргінін | |
| CUC | (Лей/L) Лейцин | CCC | (Про/P) Пролін | CAC | (Гіс/H) Гістидин | CGC | (Арг/R) Аргінін | ||
| CUA | (Лей/L) Лейцин | CCA | (Про/P) Пролін | CAA | (Глн/Q) Глутамін | CGA | (Арг/R) Аргінін | ||
| CUG | (Лей/L) Лейцин | CCG | (Про/P) Пролін | CAG | (Глн/Q) Глутамін | CGG | (Арг/R) Аргінін | ||
| A | AUU | (Іле/I) Ізолейцин | ACU | (Тре/T) Треонін | AAU | (Асн/N) Аспарагін | AGU | (Сер/S) Серин | |
| AUC | (Іле/I) Ізолейцин | ACC | (Тре/T) Треонін | AAC | (Асн/N) Аспарагін | AGC | (Сер/S) Серин | ||
| AUA | (Іле/I) Ізолейцин | ACA | (Тре/T) Треонін | AAA | (Ліз/K) Лізин | AGA | (Арг/R) Аргінін | ||
| AUG[A] | (Мет/M) Метіонін | ACG | (Тре/T) Треонін | AAG | (Ліз/K) Лізин | AGG | (Арг/R) Аргінін | ||
| G | GUU | (Вал/V) Валін | GCU | (Ала/A) Аланін | GAU | (Асп/D) Аспарагінова кислота | GGU | (Глі/G) Гліцин | |
| GUC | (Вал/V) Валін | GCC | (Ала/A) Аланін | GAC | (Асп/D) Аспарагінова кислота | GGC | (Глі/G) Гліцин | ||
| GUA | (Вал/V) Валін | GCA | (Ала/A) Аланін | GAA | (Глу/E) Глутамінова кислота | GGA | (Глі/G) Гліцин | ||
| GUG | (Вал/V) Валін | GCG | (Ала/A) Аланін | GAG | (Глу/E) Глутамінова кислота | GGG | (Глі/G) Гліцин | ||
- A Кодон AUG кодує амінокислоту метіонін, а також слугує як сайт ініціації трансляції.
- ↑ а б Genetic Code page in the NCBI Taxonomy section [Архівовано 11 грудня 2015 у Wayback Machine.] (переглянто 27 квітня 2007)
- ↑ NCBI: «The Genetic Codes», Compiled by Andrzej (Anjay) Elzanowski and Jim Ostell. Архів оригіналу за 26 червня 2015. Процитовано 3 листопада 2007.
- ↑ Jukes TH, Osawa S, The genetic code in mitochondria and chloroplasts., Experientia. 1990 Dec 1;46(11-12):1117-26.
- А. В. Сиволоб, С.Р. Рушковський, С.С. Кир'яченко та ін. (2008). Генетика (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". с. 54-57. Архів оригіналу (PDF) за 4 березня 2016. Процитовано 17 березня 2016.
{{cite book}}: Явне використання «та ін.» у:|author=(довідка)
 | |
|---|---|
| Словники та енциклопедії | |
| Довідкові видання | |
| Нормативний контроль | Freebase: /m/037zb · GND: 4156624-5 · GKG: /g/122hpn63 · J9U: 987007562693305171 · LCCN: sh85053852 · NKC: ph195812, ph136815 |
|
Це незавершена стаття з генетики. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |